Η σταθερά βαρύτητας, που συμβολίζεται ως G, χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ισχύος της βαρύτητας. Κατά τη διάρκεια των αιώνων, οι επιστήμονες έχουν πραγματοποιήσει πολυάριθμα πειράματα για να προσδιορίσουν την αξία του G. Ωστόσο, η επιστημονική κοινότητα δεν είναι ικανοποιημένη με τον τρέχοντα αριθμό. Εξακολουθεί να είναι λιγότερο ακριβής από τις τιμές όλων των άλλων θεμελιωδών φυσικών σταθερών - για παράδειγμα, το ταχύτητα φωτός στο κενό.
Η λύση περιλαμβάνει τη μέτρηση της σταθεράς βαρύτητας με όσο το δυνατόν περισσότερες διαφορετικές μεθόδους. Επιστήμονες στο ETH Zurich διεξήγαγε ένα νέο πείραμα για να επαναπροσδιορίσει τη σταθερά της βαρύτητας.
Έστησαν τον εξοπλισμό μέτρησής τους σε αυτό που ήταν κάποτε το φρούριο Furggels, που βρίσκεται κοντά στο Pfäfers πάνω από το Bad Ragaz, στην Ελβετία. Η πειραματική διάταξη αποτελείται από δύο δοκούς αναρτημένες σε θαλάμους κενού.
Οι επιστήμονες δημιούργησαν την πρώτη δέσμη που δονήθηκε. Η βαρυτική σύζευξη έκανε τη δεύτερη δέσμη να παρουσιάζει ελάχιστη κίνηση. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν συσκευές λέιζερ για να μετρήσουν την κίνηση των δύο ακτίνων.
Η μέτρηση αυτής της δυναμικής επίδρασης επέτρεψε στους επιστήμονες να προσδιορίσουν το μέγεθος του σταθερή βαρυτική.
Οι επιστήμονες βρήκαν αυτή την τιμή 2.2 τοις εκατό υψηλότερη από την τρέχουσα επίσημη τιμή που δίνεται από την Επιτροπή Δεδομένων για την Επιστήμη και την Τεχνολογία. Ωστόσο, η νέα τιμή υπόκειται σε μεγάλη αβεβαιότητα.
Jürg Dual, καθηγητής στο Τμήμα Μηχανολόγων και Μηχανικών Διεργασιών στο ETH Ζυρίχης, είπε, «Για να αποκτήσουμε μια αξιόπιστη τιμή, πρέπει ακόμα να μειώσουμε αυτήν την αβεβαιότητα κατά ένα σημαντικό ποσό. Είμαστε ήδη στη διαδικασία λήψης μετρήσεων με μια ελαφρώς τροποποιημένη πειραματική ρύθμιση, ώστε να μπορούμε να προσδιορίσουμε τη σταθερά G με ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια. Τα αρχικά αποτελέσματα είναι διαθέσιμα αλλά δεν έχουν ακόμη δημοσιευθεί. Ωστόσο, είμαστε στο σωστό δρόμο».
Το πλεονέκτημα της νέας μεθόδου είναι ότι μετρά δυναμικά βαρύτητα μέσω των κινούμενων δοκών.
Εκτός από τους επιστήμονες από την ομάδα του Dual και έναν καθηγητή στατιστικής, στο έργο συμμετείχαν επίσης προσωπικό υποδομής, όπως ειδικοί καθαριότητας, ηλεκτρολόγοι μηχανικοί και μηχανικός.
Ο Dual λέει, «Αυτό το πείραμα δεν θα μπορούσε να έχει ολοκληρωθεί χωρίς χρόνια ομαδικής προσπάθειας».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Jürg Dual, Δυναμική μέτρηση της βαρυτικής σύζευξης μεταξύ δεσμών συντονισμού στο καθεστώς hertz, Φυσική της Φύσης (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01642-8
